Что определяет выбор типа рабочей жидкости
Выбор и применение рабочей жидкости для мобильных машин с гидроприводом
Промышленные тракторы зачастую работают на большом удалении от баз нефтепродуктов. Для дорожно-строительной, землеройной техники, трубоукладчиков, трелевочных тракторов применение моторных, трансмиссионных масел и гидравлических жидкостей в таких условиях затруднительно и связано с повышенными затратами на их транспортировку и хранение. Избежать трудностей и лишних расходов поможет применение единых всесезонных моторно-трансмиссионно-гидравлических масел, разработанных специально для промышленных тракторов.
Сегодня отечественные заводы выпускают две марки единых всесезонных моторно-трансмиссионно-гидравлических масел: МТ-43/ЗДС и МТ-53/1ОД.
основные показатели, нормированные в Технических условиях на единые всесезонные масла
Обе марки масел прошли многочисленные испытания, заключительным этапом которых стала длительная проверка в эксплуатации на промышленных тракторах Т-330.
Синтетическое масло испытывали на предприятиях Магаданской области в экстремальных погодных условиях.
Подтверждены высокие эксплуатационные свойства масел, возможность их применения для дизелей с наддувом, агрегатов трансмиссий и гидросистем.
Подобные масла, называемые STOU-Super Tractor Oil Universal выпускают многие зарубежные производители, но эти продукты предназначены в основном для сельхозтехники.
К понятию «эксплуатационные свойства рабочих жидкостей» относится их способность обеспечивать надежную работу гидропривода в процессе эксплуатации, сохранять свободную текучесть при перекачке, показывать стабильное качество при транспортировке и хранении, а также другие свойства, соответствующие согласованным межведомственным требованиям. Основными критериями оценки рабочих жидкостей являются их смазывающие, вязкостно-температурные и антиокислительные свойства. Важны также показатели высокой противопенной стойкости, исключающие образование воздушно-масляной суспензии и отложение смолистых осадков, создающих облитерацию проходных капиллярных каналов и дроссельных щелей в гидрооборудовании. Решающим показателем в оценке качества РЖ может выступать ее термическая и гидролитическая стабильность при эксплуатации и хранении.
Рабочие жидкости и соприкасающиеся с ними материалы должны быть нейтральны, т. е. рабочие жидкости не должны оказывать вредного воздействия на материалы, из которых изготовлено гидрооборудование, что особенно важно учитывать при замене отдельных узлов. Естественно, рабочая жидкость должна быть совместима с уплотнениями и гибкими рукавами. Воздействие на резинотехнические детали проверяют по показателю допустимого набухания резины или потери ее массы в РЖ.
В связи с тем, что различные свойства гидравлических масел неравноценны, при их выборе и применении следует принимать во внимание наиболее важные из них. Применение масел, не соответствующих необходимым требованиям, приводит к снижению производительности машин, сокращению ресурса работы гидрооборудования, неоправданным дополнительным затратам на эксплуатацию и обслуживание машин. Такие масла при высокой температуре (выше +70. 80 °С) теряют смазывающие свойства и выделяют нерастворимые компоненты, заращивают фильтроэлементы и проходные капиллярные каналы, вызывают вымывание компонентов из резиновых уплотнений или их набухание, что приводит к ускоренному износу и наружным утечкам. В свою очередь наружные утечки гидравлического масла при эксплуатации вызывают необходимость восполнить объем и неизбежно сопряжены с загрязнением гидросистемы.
В инструкциях по эксплуатации гидравлического оборудования и машин с гидроприводом, в отраслевых нормалях и в устаревших литературных источниках приводились противоречивые, технически не обоснованные рекомендации по применению различных масел в качестве РЖ с указанием широкого температурного диапазона их применения.
Эти рекомендации не учитывали конструктивных особенностей насосов, трудностей при пуске гидропривода из-за высокой вязкости жидкости при низкой температуре и снижение ее вязкости ниже допустимого уровня при повышении температуры в гидросистеме.
| Применение масел, не соответствующих необходимым требованиям, приводит к снижению производительности машин, сокращению ресурса работы гидрооборудования, неоправданным дополнительным затратам на эксплуатацию и обслуживание машин. |
Например, рекомендуемые для применения индустриальные масла ИС-12, И-12А, ИС-20, И-20А с температурой застывания -15 °С, трансформаторное, не имеющее смазывающих и других свойств, не пригодны для эксплуатации машин с гидроприводом при низких температурах, так как они другого целевого назначения.
Масла для автотракторных дизелей типа М-8Г2 и М-10Г2 с температурой застывания -15. 25 °С можно применять в тракторных гидросистемах только в летний период. При заправке гидросистем указанными маслами продолжительность рабочего цикла увеличивается и соответственно уменьшается производительность и ресурс машин.
Технически обоснованный выбор и эффективное использование гидравлических масел в гидросистемах машин невозможны без тщательного анализа условий эксплуатации гидропривода и учета конструктивных особенностей установленного гидравлического оборудования.
Проблема обеспечения работоспособного состояния мобильных машин и оборудования, работающих в большом диапазоне температур, является многофакторной, а потому ее решение является технически сложной задачей. При повышении температуры и снижении вязкости гидравлического масла ниже допустимого уровня резко возрастают объемные потери (внутренние перетечки и наружные утечки), увеличиваются непосредственный контакт сопряженных поверхностей трения деталей, локальный нагрев, происходит интенсивный износ и «схватывание трущихся поверхностей. Это приводит к частичной или полной потере работоспособности гидравлического оборудования.
В ходе лабораторных испытаний во ВНИИ НП и сравнительных стендовых испытаний в камере холода ЦНИП ВНИИстройдормаша определены температурные пределы применения. Для ресурсных испытаний на натурных образцах различных элементов гидропривода были выбраны только два образца гидравлических масел, которые затем испытывались в различных климатических регионах страны на мобильных машинах с гидроприводом. Впоследствии новые гидравлические масла были допущены к применению Межотраслевой комиссией Госстандарта, а Миннефтехимпромом организован их серийный выпуск на нефтеперерабатывающих заводах: Ново-Уфимском, Волгоградском и ПО «Омскнефтеоргсинтез».
Наша группа в Telegram
Быстрая связь с редакцией в WhatsApp!
Что определяет выбор типа рабочей жидкости
В гидроприводе рабочая жидкость является энергоносителем, благодаря которому устанавливается связь между насосом и гидродвигателем. Кроме того, рабочая жидкость обеспечивает смазку подвижных частей элементов гидропривода. Физические свойства жидкостей подробно были изложены в [9, стр.10…15].
В качестве рабочих жидкостей в гидравлическом приводе применяют минеральные масла, водомасляные эмульсии, смеси и синтетические жидкости. Выбор типа и марки рабочей жидкости определяется назначением, степенью надежности и условиями эксплуатации гидроприводов машин.
Минеральные масла получают в результате переработки высококачественных сортов нефти с введением в них присадок, улучшающих их физические свойства. Присадки добавляют в количестве 0,05…10%. Присадки могут быть многофункциональными, т.е. влиять на несколько физических свойств сразу. Различают присадки антиокислительные, вязкостные, противоизносные, снижающие температуру застывания жидкости, антипенные и т.д.
Водомасляные эмульсии представляют собой смеси воды и минерального масла в соотношениях 100:1, 50:1 и т.д. Минеральные масла в эмульсиях служат для уменьшения коррозионного воздействия рабочей жидкости и увеличения смазывающей способности. Эмульсии применяют в гидросистемах машин, работающих в пожароопасных условиях и в машинах, где требуется большое количество рабочей жидкости (например, в гидравлических прессах). Применение ограничено отрицательными и высокими (до 60 С) температурами.
Смеси различных сортов минеральных масел между собой, с керосином, глицерином и т.д. применяют в гидросистемах высокой точности, а также в гидросистемах, работающих в условиях низких температур.
Синтетические жидкости на основе силиконов, хлор- и фторуглеродистых соединениях, полифеноловых эфиров и т.д. негорючи, стойки к воздействию химических элементов, обладают стабильностью вязкостных характеристик в широком диапазоне температур. В последнее время, несмотря на высокую стоимость синтетических жидкостей, они находят все большее применение в гидроприводах машин общего назначения.
Выбор рабочих жидкостей для гидросистемы машины определяется:
— диапазоном рабочих температур;
— давлением в гидросистеме;
— скоростями движения исполнительных механизмов;
— конструкционными материалами и материалами уплотнений;
— особенностями эксплуатации машины (на открытом воздухе или в помещении, условиями хранения машины, возможностями засорения и т.д.).
Диапазон рекомендуемых рабочих температур находят по вязкостным характеристикам рабочих жидкостей. Верхний температурный предел для выбранной рабочей жидкости определяется допустимым увеличением утечек и снижением объемного КПД, а также прочностью пленки рабочей жидкости.
Нижний температурный предел определяется работоспособностью насоса, характеризующейся полным заполнением его рабочих камер или пределом прокачиваемости жидкости насосом. При безгаражном хранении машин в зимнее время вязкость жидкостей становится настолько высокой, что в периоды пуска и разогрева гидросистемы насос некоторое время не прокачивает рабочую жидкость. В результате возникает «сухое» трение подвижных частей насоса, кавитация, интенсивный износ и выход насоса из строя. Таким образом, при применении рабочих жидкостей в условиях отрицательных температур пуску гидропривода в работу должен непременно предшествовать подогрев рабочей жидкости.
Максимальные и минимальные значения вязкости рабочих жидкостей в зависимости от типа насоса приведены в табл.2.1.
При эксплуатации гидросистем необходимо создавать такие условия, при которых рабочая жидкость по возможности дольше сохраняла бы свои первоначальные свойства. Для этого необходимо: не смешивать в одной таре свежую и бывшую в эксплуатации рабочие жидкости; пользоваться чистым заправочным инвентарем; не допускать смешивания рабочей жидкости с водой; не допускать попадания в жидкость пыли, песка, стружки и других механических частиц. При этом необходимо: фильтровать жидкость перед ее заливкой; герметично закрывать резервуары, содержащие рабочую жидкость. При работе гидропривода в широком диапазоне температур рекомендуется применять летние и зимние сорта рабочих жидкостей. Необходимо также после первого периода работы гидропривода в течение 50…100 ч заменять рабочую жидкость для ее фильтрации и очистки от продуктов износа в начальный период эксплуатации.
Трубопроводы в зависимости от своей конструкции делятся на жесткие и гибкие.
Жесткие трубопроводы изготавливают из стали, меди, алюминия и его сплавов. Стальные применяют при высоких давлениях (до 320 ат). Трубы из сплавов алюминия применяют при давлениях до 150 ат и главным образом в гидросистемах машин с ограниченной массой (авиация). Медные трубопроводы при меньших давлениях (до 50 ат), там, где требуется изгиб труб под большими углами, что обеспечивает компактность гидросистемы, и применяются для дренажных линий.
Гибкие трубопроводы (рукава) бывают двух видов: резиновые и металлические. Для изготовления резиновых рукавов применяют натуральную и синтетическую резину. Рукав состоит из эластичной внутренней резиновой трубки, упрочненной наружной оплеткой или внутренним текстильным каркасом (рис.2.1). Их применяют тогда, когда соединяемые трубопроводом гидроагрегаты должны перемещаться относительно друг друга. При этом благодаря своей упругости резиновый рукава уменьшают пульсацию давления в гидросистеме. Они имеют следующие недостатки: подвижность при изменении давления; снижение общей жесткости гидросистемы; малая долговечность (1,5…3 года). Поэтому при проектировании гидросистем машин резиновых рукавов следует по возможности избегать.
Соединениями отдельные трубы и гидроагрегаты монтируются в единую гидросистему. Кроме того, соединения применяют и тогда, когда в гидросистеме необходимо предусмотреть технологические разъемы. Соединения могут быть неразборными и разборными.
Неразборные соединения применяют в недемонтируемых гидросистемах. Для соединения труб применяют сварку и пайку встык или используют муфты (переходные втулки) с прямыми с скошенными под углом 30 концами. При применении неразборных соединений масса гидролиний может быть уменьшена на 25…30% по сравнению с применением разборных соединений.
Неподвижное разборное соединение может быть выполнено по наружному и внутреннему конусу, с врезающимся кольцом и фланцевое.
Соединение по наружному конусу (рис.2.3) состоит из трубопровода 1 с развальцованным на конус концом, ниппеля 2, штуцера 3 и накидной гайки 4. Герметичность соединения обеспечивается плотным прилеганием развальцованного конца трубы к наружной поверхности штуцера и соответствующей затяжкой накидной гайки. Недостатками такого соединения являются: уменьшение прочности трубы в месте р?струба; возможность образования незаметных для глаза кольцевых трещин; сравнительно большой момент затяжки накидной гайки; небольшое количество переборок; применение специализированного инструмента для развальцовки.
Неподвижное разборное соединение по внутреннему конусу (рис.2.4) состоит из ниппеля 4, приваренного или припаянного к трубе 5, штуцера 2 и накидной гайки 1. Герметичность соединения обеспечивается плотным прилеганием наружной поверхности ниппеля к внутренней поверхности штуцера и затяжной накидной гайки. Соединение по внутреннему конусу допускает большое количество переборок, а при его монтаже не происходит нежелательных деформаций в трубах и в соединительной арматуре. Благодаря сферической поверхности ниппеля допускается небольшой перекос труб.
Соединение с врезающимся кольцом (рис.2.5) состоит из штуцера 1 с внутренней конической поверхностью 2, накидной гайки 5 и врезающегося кольца 3. Кольцо изготовлено из стали с цементированной поверхностью, а его конец, обращенный к штуцеру, имеет режущую кромку. При затяжке соединения гайкой режущая кромка врезается в трубу 4, происходит деформация кольца, которое получает форму, соответствующую конической поверхности штуцера. В результате обеспечиваются требуемые прочность и герметичность соединения.
К неподвижным разборным соединениям относится и фланцевое соединение (рис.2.6), которое применяют при монтаже гидросистем с трубами, имеющими диаметр условного прохода более 32 мм при рабочих давлениях до 32 МПа. Герметичность обеспечивается установкой между фланцами уплотнительных колец.
Подвижное разборное соединение применяется в гидросистемах землеройных, строительных, лесных и других машин. Здесь нередко применяют гидроцилиндры, которые должны поворачиваться на небольшой угол относительно оси, проходящей через точку крепления гидроцилиндра. При монтаже таких гидросистем применяют подвижные соединения, имеющие одну, две и более степеней свободы. На рис.2.7, а приведено поворотное соединение с одной степенью свободы, которое состоит из штуцера 1 и закрепленного на нем поворотного угольника 2. От осевого перемещения угольник стопорится шайбой 3 и кольцом 4. Герметичность соединения обеспечивается резиновыми кольцами 5 с защитными шайбами 6.
Другим примером подвижного соединения является свернутый в спираль трубопровод (рис.2.7, б). В этом случае спираль необходимо закрепить в двух точках (точки 1 и 2). Во время поворота гидроцилиндра спираль может растягиваться. Такой способ соединения может обеспечивать несколько степеней свободы.
Способ заделки в концах гибких трубопроводов соединительной арматуры определяется давлением и конструкцией гибкого трубопровода. При давлении до 0,5 МПа (рис.2.8, а) конец рукава навинчивают на наконечник или на ниппель 1 с гребенчатой поверхностью и закрепляют хомутом 2. При давлениях до 10 МПа соединение конца рукава происходит в результате зажатия его между ниппелем и зажимной муфтой (обоймой). При таком способе (рис.2.8, б) рукав 1 ввинчивают в зажимную муфту 2, имеющую резьбу с большим шагом. Далее в муфту ввинчивают ниппель 3, который своей конусной поверхностью вдавливает конец рукава в резьбу муфты и зажимает его. Для давлений более 10 МПа муфту 2 обжимают в специальном цанговом приспособлении. Накидной гайкой 4 производят соединение рукава с гидрооборудованием.
Целью расчета гидролиний является определение внутреннего диаметра трубопроводов, потерь давления на преодоление гидравлических сопротивлений и толщины стенок труб.
Внутренний диаметр (условный проход) трубопровода d определяют по формуле
Скорость течения жидкости в трубопроводах зависит в основном от давления в гидросистеме (табл.2.2).
Потеря давления на преодоление гидравлических сопротивлений по длине каждого участка трубопровода определяется по формуле
Если на пути движения рабочей жидкости встречаются местные сопротивления, то потеря давления в местных сопротивлениях определяется по формуле Вейсбаха
где ζ- коэффициент местных сопротивлений.
Значения коэффициентов ζ для наиболее распространенных видов местных сопротивлений принимают следующими: для штуцеров и переходников для труб ζ = 0,1…0,15; для угольников с поворотом под углом 90° ζ = 1,5…2,0; для прямоугольных тройников для разделения и объединения потоков ζ = 0,9…2,5; для плавных изгибов труб на угол 90° с радиусом изгиба, равным (3÷5)d ζ = 0,12…0,15; для входа в трубу ζ = 0,5; для выхода из трубы в бак или в цилиндр ζ = 1.
При ламинарном режиме Т.М. Башта [3, с.29] для определения коэффициента гидравлического трения λ рекомендует при Re 0,04 МПа, то нужно увеличить диаметр всасывающего трубопровода или расположить бак выше оси насоса. При этом считается, что рабочая жидкость находится в баке с атмосферным давлением Pатм = 0,1 МПа. Таким образом, разность давлений в баке Pб (с атмосферным или избыточным давлением) и на входе в насос Pв не должна быть меньше 0,06 МПа.
Определение толщины стенок является проверочным расчетом на прочность жестких труб, подобранных по ГОСТу. Толщину стенки трубы определяют по формуле
Выбор и эксплуатация рабочих жидкостей
Выбор рабочих жидкостей для гидросистемы машины определяется:
— диапазоном рабочих температур;
— давлением в гидросистеме;
— скоростями движения исполнительных механизмов;
— конструкционными материалами и материалами уплотнений;
— особенностями эксплуатации машины (на открытом воздухе или в помещении, условиями хранения машины, возможностями засорения и т.д.).
Диапазон рекомендуемых рабочих температур находят по вязкостным характеристикам рабочих жидкостей. Верхний температурный предел для выбранной рабочей жидкости определяется допустимым увеличением утечек и снижением объемного КПД, а также прочностью пленки рабочей жидкости.
Нижний температурный предел определяется работоспособностью насоса, характеризующейся полным заполнением его рабочих камер или пределом прокачиваемости жидкости насосом. При безгаражном хранении машин в зимнее время вязкость жидкостей становится настолько высокой, что в периоды пуска и разогрева гидросистемы насос некоторое время не прокачивает рабочую жидкость. В результате возникает «сухое» трение подвижных частей насоса, кавитация, интенсивный износ и выход насоса из строя. Таким образом, при применении рабочих жидкостей в условиях отрицательных температур пуску гидропривода в работу должен непременно предшествовать подогрев рабочей жидкости.
Максимальные и минимальные значения вязкости рабочих жидкостей в зависимости от типа насоса приведены в табл.2.1.
Значения вязкости при крайних температурных пределах
При эксплуатации гидросистем необходимо создавать такие условия, при которых рабочая жидкость по возможности дольше сохраняла бы свои первоначальные свойства. Для этого необходимо: не смешивать в одной таре свежую и бывшую в эксплуатации рабочие жидкости; пользоваться чистым заправочным инвентарем; не допускать смешивания рабочей жидкости с водой; не допускать попадания в жидкость пыли, песка, стружки и других механических частиц. При этом необходимо: фильтровать жидкость перед ее заливкой; герметично закрывать резервуары, содержащие рабочую жидкость. При работе гидропривода в широком диапазоне температур рекомендуется применять летние и зимние сорта рабочих жидкостей. Необходимо также после первого периода работы гидропривода в течение 50…100 ч заменять рабочую жидкость для ее фильтрации и очистки от продуктов износа в начальный период эксплуатации.
Гидравлические линии
Трубопроводы в зависимости от своей конструкции делятся на жесткие и гибкие.
Жесткие трубопроводы изготавливают из стали, меди, алюминия и его сплавов. Стальные применяют при высоких давлениях (до 320 ат). Трубы из сплавов алюминия применяют при давлениях до 150 ат и главным образом в гидросистемах машин с ограниченной массой (авиация). Медные трубопроводы при меньших давлениях (до 50 ат), там, где требуется изгиб труб под большими углами, что обеспечивает компактность гидросистемы, и применяются для дренажных линий.
Гибкие трубопроводы (рукава) бывают двух видов: резиновые и металлические. Для изготовления резиновых рукавов применяют натуральную и синтетическую резину. Рукав состоит из эластичной внутренней резиновой трубки, упрочненной наружной оплеткой или внутренним текстильным каркасом (рис.2.1). Их применяют тогда, когда соединяемые трубопроводом гидроагрегаты должны перемещаться относительно друг друга. При этом благодаря своей упругости резиновый рукава уменьшают пульсацию давления в гидросистеме. Они имеют следующие недостатки: подвижность при изменении давления; снижение общей жесткости гидросистемы; малая долговечность (1,5…3 года). Поэтому при проектировании гидросистем машин резиновых рукавов следует по возможности избегать.
Соединения
Соединениями отдельные трубы и гидроагрегаты монтируются в единую гидросистему. Кроме того, соединения применяют и тогда, когда в гидросистеме необходимо предусмотреть технологические разъемы. Соединения могут быть неразборными и разборными.
Неразборные соединения применяют в недемонтируемых гидросистемах. Для соединения труб применяют сварку и пайку встык или используют муфты (переходные втулки) с прямыми с скошенными под углом 30 концами. При применении неразборных соединений масса гидролиний может быть уменьшена на 25…30% по сравнению с применением разборных соединений.
Неподвижное разборное соединение может быть выполнено по наружному и внутреннему конусу, с врезающимся кольцом и фланцевое.
Соединение по наружному конусу (рис.2.3) состоит из трубопровода 1 с развальцованным на конус концом, ниппеля 2, штуцера 3 и накидной гайки 4. Герметичность соединения обеспечивается плотным прилеганием развальцованного конца трубы к наружной поверхности штуцера и соответствующей затяжкой накидной гайки. Недостатками такого соединения являются: уменьшение прочности трубы в месте р?струба; возможность образования незаметных для глаза кольцевых трещин; сравнительно большой момент затяжки накидной гайки; небольшое количество переборок; применение специализированного инструмента для развальцовки.
Рис.2.3. Соединение по наружному конусу
Неподвижное разборное соединение по внутреннему конусу (рис.2.4) состоит из ниппеля 4, приваренного или припаянного к трубе 5, штуцера 2 и накидной гайки 1. Герметичность соединения обеспечивается плотным прилеганием наружной поверхности ниппеля к внутренней поверхности штуцера и затяжной накидной гайки. Соединение по внутреннему конусу допускает большое количество переборок, а при его монтаже не происходит нежелательных деформаций в трубах и в соединительной арматуре. Благодаря сферической поверхности ниппеля допускается небольшой перекос труб.
Рис.2.4. Соединение по внутреннему конусу
Соединение с врезающимся кольцом (рис.2.5) состоит из штуцера 1 с внутренней конической поверхностью 2, накидной гайки 5 и врезающегося кольца 3. Кольцо изготовлено из стали с цементированной поверхностью, а его конец, обращенный к штуцеру, имеет режущую кромку. При затяжке соединения гайкой режущая кромка врезается в трубу 4, происходит деформация кольца, которое получает форму, соответствующую конической поверхности штуцера. В результате обеспечиваются требуемые прочность и герметичность соединения.
Рис.2.5. Соединение с врезающимся кольцом
К неподвижным разборным соединениям относится и фланцевое соединение (рис.2.6), которое применяют при монтаже гидросистем с трубами, имеющими диаметр условного прохода более 32 мм при рабочих давлениях до 32 МПа. Герметичность обеспечивается установкой между фланцами уплотнительных колец.
Рис.2.6. Фланцевое соединение
Подвижное разборное соединение применяется в гидросистемах землеройных, строительных, лесных и других машин. Здесь нередко применяют гидроцилиндры, которые должны поворачиваться на небольшой угол относительно оси, проходящей через точку крепления гидроцилиндра. При монтаже таких гидросистем применяют подвижные соединения, имеющие одну, две и более степеней свободы. На рис.2.7, а приведено поворотное соединение с одной степенью свободы, которое состоит из штуцера 1 и закрепленного на нем поворотного угольника 2. От осевого перемещения угольник стопорится шайбой 3 и кольцом 4. Герметичность соединения обеспечивается резиновыми кольцами 5 с защитными шайбами 6.
Другим примером подвижного соединения является свернутый в спираль трубопровод (рис.2.7, б). В этом случае спираль необходимо закрепить в двух точках (точки 1 и 2). Во время поворота гидроцилиндра спираль может растягиваться. Такой способ соединения может обеспечивать несколько степеней свободы.
Способ заделки в концах гибких трубопроводов соединительной арматуры определяется давлением и конструкцией гибкого трубопровода. При давлении до 0,5 МПа (рис.2.8, а) конец рукава навинчивают на наконечник или на ниппель 1 с гребенчатой поверхностью и закрепляют хомутом 2. При давлениях до 10 МПа соединение конца рукава происходит в результате зажатия его между ниппелем и зажимной муфтой (обоймой). При таком способе (рис.2.8, б) рукав 1 ввинчивают в зажимную муфту 2, имеющую резьбу с большим шагом. Далее в муфту ввинчивают ниппель 3, который своей конусной поверхностью вдавливает конец рукава в резьбу муфты и зажимает его. Для давлений более 10 МПа муфту 2 обжимают в специальном цанговом приспособлении. Накидной гайкой 4 производят соединение рукава с гидрооборудованием.
Расчет гидролиний
Целью расчета гидролиний является определение внутреннего диаметра трубопроводов, потерь давления на преодоление гидравлических сопротивлений и толщины стенок труб.
Внутренний диаметр (условный проход) трубопровода d определяют по формуле
Скорость течения жидкости в трубопроводах зависит в основном от давления в гидросистеме (табл.2.2).
Рекомендуемые значения скорости рабочей жидкости
Потеря давления на преодоление гидравлических сопротивлений по длине каждого участка трубопровода определяется по формуле
Если на пути движения рабочей жидкости встречаются местные сопротивления, то потеря давления в местных сопротивлениях определяется по формуле Вейсбаха
где ζ- коэффициент местных сопротивлений.
Значения коэффициентов ζ для наиболее распространенных видов местных сопротивлений принимают следующими: для штуцеров и переходников для труб ζ = 0,1…0,15; для угольников с поворотом под углом 90° ζ = 1,5…2,0; для прямоугольных тройников для разделения и объединения потоков ζ = 0,9…2,5; для плавных изгибов труб на угол 90° с радиусом изгиба, равным (3÷5)d ζ = 0,12…0,15; для входа в трубу ζ = 0,5; для выхода из трубы в бак или в цилиндр ζ = 1.
При ламинарном режиме Т.М. Башта [3, с.29] для определения коэффициента гидравлического трения λ рекомендует при Re 0,04 МПа, то нужно увеличить диаметр всасывающего трубопровода или расположить бак выше оси насоса. При этом считается, что рабочая жидкость находится в баке с атмосферным давлением Pатм = 0,1 МПа. Таким образом, разность давлений в баке Pб (с атмосферным или избыточным давлением) и на входе в насос Pв не должна быть меньше 0,06 МПа.
Определение толщины стенок является проверочным расчетом на прочность жестких труб, подобранных по ГОСТу. Толщину стенки трубы определяют по формуле
Насосы и гидромоторы
3.1. Некоторые термины и определения
Гидромашина, которая может работать в режиме насоса или гидромотора, называется обратимой.
Действительная производительность насоса QД уменьшается на величину QН из-за обратного течения жидкости в насосе из полости нагнетания в полость всасывания и из-за утечки жидкости во внешнюю среду. Поэтому
Объемные потери и объемный КПД гидромотора. При работе машины в режиме гидромотора в приемную его полость поступает жидкость под давлением от насоса. Объемные потери в гидромоторе сводятся в основном к утечкам жидкости через зазоры между сопрягаемыми элементами. Это приводит к тому, что подводимый объем жидкости QП превышает теоретическое значение QТ. Поэтому
Мощность и крутящий момент на валу гидромотора. Фактическая мощность развиваемая гидромотором при данном перепаде давлений
Выразив крутящий момент через теоретическую мощность NТ = ΔPqn и угловую скорость ω= 2πn, получим теоретическую величину крутящего момента для гидромашины:
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.